DE102012213306A1 - Device for utilizing heat from waste water in sewer, has heat exchange tubes that are arranged parallel to each other over cross-sectional contour of profiled strand, and are inserted into bottom portion of sewer - Google Patents

Device for utilizing heat from waste water in sewer, has heat exchange tubes that are arranged parallel to each other over cross-sectional contour of profiled strand, and are inserted into bottom portion of sewer Download PDF

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Abstract

The utilization device (11) has heat exchange tubes (21) which are inserted into bottom portion (16) of sewer (12). The profiled strand (20) is made of plastic and is integrated with bottom portion of sewer. The heat exchange tubes are arranged parallel to each other over cross-sectional contour of profiled strand. A liner (15) is provided in adjacent region of inner wall (13) over the profiled strand. An independent claim is included for a system for utilizing heat from waste water in sewer.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Nutzung der Wärme von Abwasser in Abwasserkanälen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein System zur Nutzung der Wärme von Abwasser in Abwasserkanälen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6. The present invention relates to a device for utilizing the heat of waste water in sewers according to the preamble of claim 1 and to a system for utilizing the heat of waste water in sewers according to the preamble of claim 6.

Aus der DE 20 2005 013 590 U1 ist es bekannt, Wärmetauscher-Wellrohre aus Edelstahl in einen bereits verlegten Abwasserkanal einzubringen und sohlenseitig mit Montageelementen im Kanal zu fixieren. Nachteilig hierbei ist, dass die Wellrohre innerhalb des Kanals abstandsweise an der Kanalsohle befestigt werden müssen, was zum einen aufwändig ist und zum anderen nur in begehbaren Abwasserkanälen möglich ist. Außerdem wird durch das offene Verlegen der Wellrohre und deren Befestigungsmittel eine laminare Strömung des Abwassers verhindert. From the DE 20 2005 013 590 U1 It is known to introduce heat exchanger corrugated pipes made of stainless steel in an already installed sewer and to fix the sole side with mounting elements in the channel. The disadvantage here is that the corrugated pipes must be fixed within the channel at intervals on the channel base, which is a complex and on the other hand only in walk-in sewers is possible. In addition, the laminar flow of the waste water is prevented by the open laying of the corrugated pipes and their fastening means.

Aus der DE 10 2008 040 004 A1 ist ein System und ein Verfahren zum Ausstatten eines Abwasserkanals mit einem Wärmetauscher bekannt, bei dem in einen vorhandenen Abwasserkanal ein zusätzliches Abwasserrohr von einem Schacht aus eingeschoben wird. Dabei ist dieses zusätzliche Abwasserrohr an die Querschnittsabmessungen des Abwasserkanals angepasst. Mit anderen Worten, ein solches Abwasserrohr ist nur für relativ durchmesserkleine Abwasserkanäle geeignet, jedoch insbesondere nicht für begehbare Abwasserkanäle. Ein weiterer Nachteil ist der erhebliche Materialaufwand durch die Rohr-in-Rohr-Anordnung, wobei das einzuschiebende Abwasserrohr sohlenseitig mit einer Verdickung versehen ist, die Wärmetauscherrohre beinhaltet. From the DE 10 2008 040 004 A1 a system and a method for equipping a sewer with a heat exchanger is known in which in an existing sewer, an additional sewer pipe is inserted from a shaft. This additional sewage pipe is adapted to the cross-sectional dimensions of the sewer. In other words, such a sewer pipe is only suitable for relatively small diameter sewers, but especially not for walk-in sewers. Another disadvantage is the considerable cost of materials through the tube-in-tube arrangement, wherein the sewage pipe to be inserted is provided on the sole side with a thickening, which includes heat exchanger tubes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. ein System zur Nutzung der Wärme des Abwassers in Abwasserkanälen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bzw. bei dem mit Wärmetauscherrohren, die montagemäßig einfacher zu handhaben und hinsichtlich Materialaufwand vorteilhafter sind, eine Abwasserwärmenutzung möglich ist und die bzw. das bei Abwasserkanälen beliebigen Querschnitts einsetzbar ist. The object of the present invention is to provide a device or a system for utilizing the heat of the waste water in sewers of the type mentioned in the case of or with the heat exchanger tubes, which are easier to handle montage and advantageous in terms of material costs, a wastewater heat is possible and the or is used in sewers of any cross-section.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung bzw. bei einem System zur Nutzung der Wärme des Abwassers in Abwasserkanälen der genannten Art die im Anspruch 1 bzw. die dem Anspruch 6 angegebenen Merkmale vorgesehen. To solve this problem, the features specified in claim 1 and the claim 6 are provided in a device or in a system for using the heat of the waste water in sewers of the type mentioned.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist einerseits eine Materialersparnis für die einzulegenden Wärmetauscherrohre erreicht und andererseits gewährleistet, dass die Wärmetauscherrohre in Abwasserkanäle beliebigen Querschnitts eingelegt werden können. Die laminare Strömung des Abwassers in derartigen Abwasserkanälen ist dadurch nicht gestört. The measures according to the invention, on the one hand, achieve material savings for the heat exchanger tubes to be inserted and, on the other hand, ensure that the heat exchanger tubes can be inserted into sewers of any cross section. The laminar flow of wastewater in such sewers is not disturbed by this.

Bei dem genannten System ist außerdem in vorteilhafter Weise eine einfache Fixierung des mit den Wärmetauscherrohren versehenen Profilstranges innerhalb des betreffenden Abwasserkanals erreicht, zumal das Verlegen von Inlinern in innenwandungsseitig beschädigte Abwasserkanäle ein übliches Vorgehen ist. Mit anderen Worten, mit dem nachträglichen Einsetzen derartiger Wärmetauscher-Profilstränge in Abwasserkanäle kann gleichzeitig eine entsprechende Kanalsanierung erfolgen. In the said system, a simple fixation of the provided with the heat exchanger tubes profile strand within the respective sewer is also achieved in an advantageous manner, especially since the laying of inliners in the inside wall damaged sewers is a common practice. In other words, with the subsequent insertion of such heat exchanger profile strands in sewers can be done at the same time a corresponding sewer rehabilitation.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 bzw. gemäß Anspruch 7 ist erreicht, dass sich der Querschnitt des Abwasserkanals insbesondere hinsichtlich seiner Form aber auch seines freien Querschnitts nur unwesentlich ändert und dass es insbesondere auch in üblicher Weise möglich ist, einen Inliner einzubringen, wie dies auch aus den Merkmalen des Anspruchs 5 hervorgeht. With the features of claim 2 or according to claim 7 it is achieved that the cross section of the sewer changes only insignificantly, in particular in terms of its shape but also its free cross section and that it is possible in particular in the usual way to introduce an inliner, as well as from the features of claim 5.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich bei einer Vorrichtung aus den Merkmalen des Anspruchs 3 und/oder 4 und bei dem genannten System aus den Merkmalen des Anspruchs 8 und/oder 9. Further advantageous embodiments result in a device from the features of claim 3 and / or 4 and in the said system from the features of claim 8 and / or 9.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Further details of the invention can be found in the following description in which the invention with reference to the embodiment shown in the drawing is described and explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt im Querschnitt einen mit Wärmetauscherrohren bestückten Abwasserkanal gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung. The single FIGURE shows a cross-section of a equipped with heat exchanger tubes sewer according to a preferred embodiment of the present invention.

Das in der Zeichnung beispielsweise dargestellte System 10 dient der Nutzung der Wärme von Abwasser in im Erdboden bereits verlegten Abwasserkanälen beliebiger Profilarten und beliebiger Nennweiten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Abwasserkanal 12 einen kreisrunden Querschnitt. The system shown in the drawing, for example 10 is used for the utilization of heat from waste water in sewers already laid in the ground of any type of profile and any nominal diameter. In the illustrated embodiment has the sewer 12 a circular cross-section.

Dabei besitzt das System 10 eine Vorrichtung 11 zur Nutzung von Wärme von Abwasser in Abwasserkanälen, welche Vorrichtung 11 die Funktion eines Wärmetauschers zwischen der Wärme des fließenden Abwassers und eines in der Vorrichtung 11 nicht dargestellten strömenden, die Abwärme des Abwassers aufnehmenden flüssigen Mediums dient. Außerdem besitzt das System 10 einen die Vorrichtung 11 überdeckenden und die Innenwandung des Abwasserkanals 12 zumindest teilweise auskleidenden Inliner 15. The system owns this 10 a device 11 to use heat from sewage in sewers, which device 11 the function of a heat exchanger between the heat of the flowing wastewater and one in the device 11 not shown flowing, the waste heat of the waste water receiving liquid medium is used. In addition, the system owns 10 a the device 11 covering and the inner wall of the sewer 12 at least partially lining inliner 15 ,

Gemäß der zeichnerischen Darstellung besitzt die Wärmetauscher-Vorrichtung 11 die Form eines Profilstranges 20, der mit parallel angeordneten längsverlaufenden Wärmetauscherrohren 21 bestückt ist. Der Profilstrang 20 ist aus einem Kunststoff hergestellt, beispielsweise stranggepresst und beinhaltet integriert die Wärmetauscherrohre 21. Der Querschnitt des Profilstranges 20 ist an die Form der Sohle 16 des Abwasserkanals 12 im Wesentlichen etwa formschlüssig angepasst. Mit anderen Worten, die Unterseite 22 des hier im Querschnitt sichelförmigen Profilstranges 20 besitzt die Form der Sohle 16 des Abwasserkanals 12. Die Oberseite 23 des Profilstranges 20 besitzt aufgrund der Sichelform ein konkaves Aussehen beispielsweise kreisförmigem Querschnitts, wobei der Radius der Oberseite 23 größer ist als der der Unterseite 22. As shown in the drawing, the heat exchanger device has 11 the shape of a profile strand 20 provided with parallel longitudinal heat exchanger tubes 21 is equipped. The profile strand 20 is made of a plastic, for example extruded and includes integrated heat exchanger tubes 21 , The cross section of the profile strand 20 is due to the shape of the sole 16 of the sewer 12 essentially adapted approximately positively. In other words, the bottom 22 here in cross-section crescent-shaped profile strand 20 owns the shape of the sole 16 of the sewer 12 , The top 23 of the profile strand 20 has due to the sickle shape a concave appearance, for example, circular cross-section, the radius of the top 23 larger than the bottom 22 ,

Der Profilstrang 20 aus Kunststoff ist derart ausgebildet, dass er in Längsrichtung biegsam ist, um von einem Kanalschacht aus in den betreffenden tiefer liegenden Abwasserkanal 12 eingeschoben zu werden. Die Breite des Profilstranges 20 kann beispielsweise der Breite eines Zugangs zu einem Abwasserkanalschacht entsprechen oder in Querrichtung zur Verringerung der Breite beim Einschieben biegsam sein. Je nach dem zu erreichenden Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung besitzt der Profilstrang 20 mehr oder weniger parallel zueinander angeordnete integrierte Wärmetauscherrohre 21. Eine gegenüber dem verwendeten Kunststoff verbesserte Wärmeübertragung kann durch Einbringen von wärmeleitenden Elementen, wie Metallen in den den Profilstrang 20 formenden Kunststoff erreicht werden. The profile strand 20 made of plastic is designed so that it is flexible in the longitudinal direction, from a manhole into the respective lower lying sewer 12 to be inserted. The width of the profile strand 20 For example, it may correspond to the width of an access to a sewer manhole, or be flexible in the transverse direction to reduce the width during insertion. Depending on the efficiency to be achieved in the heat transfer has the profile strand 20 more or less parallel arranged integrated heat exchanger tubes 21 , An over the plastic used improved heat transfer can by introducing heat-conducting elements, such as metals in the profile strand 20 Shaping plastic can be achieved.

Nach Einbringen bzw. formschlüssigem Einlegen des Profilstranges 20 auf bzw. in die Sohle 16 des Abwasserkanals 12 beispielsweise zwischen zwei vorzugsweise benachbarten Zugangsschächten wird der Profilstrang 20 dadurch auf bzw. in der Sohle 16 des Abwasserkanals 12 fixiert, dass über dem Profilstrang 20, das heißt auf dessen Oberseite 23 ein Inliner 15 durch umstülpendes Einschieben und aufblasendes Andrücken fixiert wird. Der Inliner 15 überdeckt dabei zusätzlich zur Oberseite 23 des Profilstranges 20 entweder nur dem Profilstrang 20 beidseitig benachbarte Bereiche der Innenwandung 13 des Abwasserkanals 12 oder den gesamten restlichen bzw. verbleibenden Bereich der Innenwandung 13 des Abwasserkanals 12. Auf diese Weise ist einerseits der Profilstrang 20 in der Sohle 16 des Abwasserkanals 12 fixiert bzw. festgehalten und andererseits der Abwasserkanal 12 innenwandungsseitig auch im Bereich der Sohle 16 ausgebessert. After insertion or positive insertion of the profile strand 20 on or in the sole 16 of the sewer 12 for example, between two preferably adjacent access shafts of the profile strand 20 thereby on or in the sole 16 of the sewer 12 fixed that over the profile strand 20 that is on its top 23 an inliner 15 is fixed by overturning insertion and inflating pressing. The inliner 15 covers in addition to the top 23 of the profile strand 20 either only the profile strand 20 adjacent sides of the inner wall on both sides 13 of the sewer 12 or the entire remaining or remaining area of the inner wall 13 of the sewer 12 , In this way, on the one hand, the profile strand 20 in the sole 16 of the sewer 12 fixed or held on the other hand, the sewer 12 inside wall also in the area of the sole 16 repaired.

Es versteht sich, dass der Profilstrang 20 über eine lange Strecke zwischen zwei Zugangsschächten im Abwasserkanal 12 verlegt werden kann. Des Weiteren versteht es sich, dass die Vorrichtung 11 nicht auf das Verlegen innerhalb eines im Querschnitt kreisförmigen Abwasserkanals 12 beschränkt ist; es können entsprechend geformte Vorrichtungen 11 auch Abwasserkanäle 12, die eine eher rechteckförmig sohlenartige Ausbildung besitzen, verwendet werden. In jedem Falle ist er Profilstrang 20 hinsichtlich seiner Form an diejenige Form der Sohle 16 des Abwasserkanals 12 angepasst. It is understood that the profile strand 20 over a long distance between two access shafts in the sewer 12 can be moved. Furthermore, it is understood that the device 11 not to laying within a circular cross-section sewer 12 is limited; it can be correspondingly shaped devices 11 also sewers 12 , which have a more rectangular sole-like design, can be used. In any case, he is profile strand 20 in terms of its shape to that shape of the sole 16 of the sewer 12 customized.

Das in den Wärmetauscherrohren 21 strömende üblicherweise verwendete Wärmeübertragungsmedium in flüssiger Form wird vorzugsweise längenabschnittsweise einer Wärmepumpe oder einem Wärmetauscheraggregat zugeführt und ggf. danach durch einen weiteren Abwasserkanalabschnitt bzw. -strecke zur nächsten Wärmepumpe oder Wärmetauscheraggregat geführt. That in the heat exchanger tubes 21 flowing usually used heat transfer medium in liquid form is preferably supplied in sections of a heat pump or a heat exchanger unit and optionally thereafter passed through a further sewer section or distance to the next heat pump or heat exchanger unit.

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Claims (9)

Vorrichtung (11) zur Nutzung der Wärme von Abwasser in Abwasserkanälen, mit in den Abwasserkanal (12) einlegbaren Wärmetauscherrohren (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (21) in einen der Abwasserkanalsohle (16) angepassten Profilstrang (20) aus vorzugsweise Kunststoff integriert sind. Contraption ( 11 ) to use the heat from sewage in sewers, with in the sewer ( 12 ) insertable heat exchanger tubes ( 21 ), characterized in that the heat exchanger tubes ( 21 ) into one of the sewer 16 ) adapted profile strand ( 20 ) are preferably made of plastic integrated. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im Querschnitt kreisförmigen Abwasserkanal (12) der Profilstrang (20) im Querschnitt etwa sichelförmig ausgebildet ist. Apparatus according to claim 1, characterized in that in a circular cross-section sewer ( 12 ) the profile strand ( 20 ) Is approximately sickle-shaped in cross section. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (21) über den Querschnittsverlauf des Profilstranges (20) in vorzugsweise einer Lage parallel zueinander angeordnet sind. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger tubes ( 21 ) over the cross-sectional profile of the profile strand ( 20 ) are preferably arranged in a position parallel to each other. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang (20) senkrecht zur Längserstreckung und ggf. in Querrichtung elastisch biegbar ausgebildet ist. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the profile strand ( 20 ) is formed elastically bendable perpendicular to the longitudinal extent and possibly in the transverse direction. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11) einen Inliner (15) beinhaltet, der über den Profilstrang (20) und zumindest über an den Profilstrang (20) beidseitig angrenzende Bereiche der Innenwandung (13), vorzugsweise über den gesamten verbleibenden Bereich der Innenwandung (13) des Abwasserkanals (12) verlegbar ist. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 ) an inliner ( 15 ), which via the profile strand ( 20 ) and at least over to the profile strand ( 20 ) on both sides adjacent areas of the inner wall ( 13 ), preferably over the entire remaining area of the inner wall ( 13 ) of the sewer ( 12 ) can be laid. System (10) zur Nutzung der Wärme von Abwasser in Abwasserkanälen, mit einem im Erdboden bereits verlegten Abwasserkanal (12) und einer Vorrichtung (11) mit in den Abwasserkanal (12) nachträglich einlegbaren Wärmetauscherrohren (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (21) in einen Profilstrang (20) integriert sind, dessen Unterseite (22) an die Abwasserkanalsohle (16) im Wesentlichen formschlüssig angepasst ist und der zusammen mit der verbleibenden Innenwandung (13) des Abwasserkanals (12) von einem vorzugsweise vollflächig auskleidenden Inliner (15) überdeckt ist. System ( 10 ) for utilizing the heat of waste water in sewers, with a sewer already laid in the ground ( 12 ) and a device ( 11 ) into the sewer ( 12 ) subsequently insertable heat exchanger tubes ( 21 ), characterized in that the heat exchanger tubes ( 21 ) in a profile strand ( 20 ) are integrated, whose underside ( 22 ) to the sewer bottom ( 16 ) is adapted substantially in a form-fitting manner and which together with the remaining inner wall ( 13 ) of the sewer ( 12 ) of a preferably full-surface lining inliner ( 15 ) is covered. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im Querschnitt kreisförmigen Abwasserkanal (12) der Profilstrang (20) im Querschnitt sichelförmig ausgebildet ist. System according to claim 6, characterized in that in a circular cross-section sewer ( 12 ) the profile strand ( 20 ) is formed sickle-shaped in cross-section. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang (20) zum Einbringen in einen verlegten Abwasserkanal (12) zwischen zwei Schächten biegbar ausgebildet ist. System according to claim 6 or 7, characterized in that the profile strand ( 20 ) for placing in a laid sewer ( 12 ) is formed bendable between two shafts. System nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang (20) aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise stranggepresst ist. System according to at least one of claims 6 to 8, characterized in that the profile strand ( 20 ) made of a plastic, for example, is extruded.
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